DE69918210T2 - Process and plant for the treatment of waste water containing sugar or alcohol - Google Patents

Process and plant for the treatment of waste water containing sugar or alcohol Download PDF

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Zucker oder Alkohol enthaltenden Abwässern.The The present invention relates to a method and an apparatus for the treatment of waste water containing sugar or alcohol.

Das technische Gebiet der Erfindung ist jenes der Behandlung von Abwässern.The Technical field of the invention is that of the treatment of wastewater.

Die Verfahren zur Behandlung von Abwässern kollidieren mit immer höheren technischen und wirtschaftlichen Anforderungen, mit Reinigungsparametern, die nicht immer die Abfallbeseitigungsnormen erfüllen und die immer höhere Investitions- und Betriebskosten zur Folge haben.The Process for the treatment of waste water collide with ever higher technical and economic requirements, with cleaning parameters, which do not always meet the waste disposal standards and the ever-increasing investment and operating costs.

Heutzutage werden verschiedene Verfahren angewendet, um Abwässer, insbesondere Zucker und/oder Alkohol enthaltende Abwässer, die von verschiedenen Weinbau- oder Weinherstellungsbetrieben oder von der Agrarnahrungsmittelindustrie abgeleitet werden, zu behandeln:

  • – Die Abwasserverrieselung wird im Fall von kleinen Einheiten angewendet; sie unterliegt jedoch bei Einheiten, die größere Mengen Abwasser erzeugen, verschiedenen Beschränkungen: Art des Bodens und Vereinbarkeit mit diesem, Konkurrenz mit der Bodenerschließung und Bebauung, Nichtübereinstimmung zwischen der saisonalen Aktivität und der Verfügbarkeit der Böden oder der klimatischen Bedingungen, Entfernung und Transport von erheblichen Mengen Wasser;
  • – Aufbewahrungsbecken mit natürlicher oder beschleunigter Verdunstung erfordern auf Grund von möglichen Belästigungen (Geruch, Insekten, Aerosol) eine kluge Standortwahl sowie die Erfüllung von Bauausführungsbedingungen (Beständigkeit der Undurchlässigkeit der Becken); diese Bedingungen verursachen Mehrkosten, die mit der Entfernung der Anlagen (Rohrleitungen, Elektrifizierung), mit den chemischen Reagenzien zur Geruchsbekämpfung, mit der Beseitigung und der Behandlung der Rückstandsprodukte im Zusammenhang stehen;
  • – die extensiven aeroben biologischen Behandlungen (wie die Aufbereitung in belüfteten Klärbecken oder die schwachbelasteten Belebungsverfahren) erfordern lange Verweilzeiten und folglich große Abmessungen der Bauwerke und große Mengen Schlamm, die massive Produktion von biologischen Schlämmen, ihre Abscheidung und Aufbereitung, die technisch ausgereifte Systeme zur Pflicht machen: zweistufige Systeme, Ausflockung – Schwimmaufbereitung, Entwässerung, Beseitigung der Schlämme;
  • – die biologischen Behandlungen durch anaerobe Fermentation, die sich gut für belastete Abwässer und große Einheiten eignen, sind in der Agrarnahrungsmittelindustrie mit saisonaler Aktivität und saisonalen Abwässern veränderlicher Zusammensetzung, wie in der Mehrzahl der Fälle, wobei starke Schwankungen der Zusammensetzung und der Ströme nicht mit dem langsamen Ansprechen der Aktivität der anaeroben Mikroorganismen vereinbar sind, schwer anwendbar, woraus sich die Notwendigkeit sehr großer Zwischenspeicher oder intensiver Verfahren von hohem technischen Stand (Fermenter mit fester Biomasse), die schwer zu betreiben sind, ergibt;
  • – physikalische Verfahren, wie die thermische Verdampfung (Konzentration) finden seit langem in der Agrarnahrungsmittelindustrie Anwendung, sie erfordern jedoch eine Nachbehandlung der konzentrierten Rückstände und der Kondensate, deren erhöhte Schadstoffbelastung nicht mit einer Abgabe in die natürliche Umgebung (beispielsweise fließende Gewässer) vereinbar ist.
Today, various methods are used to treat wastewaters, especially waste and / or alcohol-containing effluents, which are derived from various viticulture or wine-making industries or from the agri-food industry:
  • - The wastewater treatment is applied in the case of small units; however, it is subject to various restrictions on units producing larger quantities of wastewater: type of soil and compatibility with it, competition with soil development and development, mismatch between seasonal activity and soil availability or climatic conditions, removal and transport of significant Quantities of water;
  • - Natural or accelerated evaporation storage pools require wise site selection due to possible nuisances (odor, insects, aerosol), as well as the fulfillment of construction conditions (continuity of pelvic impermeability); these conditions cause additional costs associated with the removal of equipment (pipelines, electrification), with the chemical odor control reagents, with the disposal and treatment of the residue products;
  • - Extensive aerobic biological treatments (such as treatment in aerated settling tanks or low-level activated sludge processes) require long residence times and consequently large dimensions of the structures and large quantities of sludge, the massive production of biological sludge, its separation and treatment, the technically mature systems make: two-stage systems, flocculation - flotation, drainage, removal of sludge;
  • Biological treatments by anaerobic fermentation, which are well suited for contaminated effluents and large units, are of variable composition in the agri-food industry with seasonal activity and seasonal effluents, as in the majority of cases, with large variations in composition and flows not with the Slow response of the activity of the anaerobic microorganisms are difficult to apply, thus resulting in the need for very large buffers or intensive, high-tech (solid biomass fermenter) fermenters that are difficult to operate;
  • - physical processes such as thermal evaporation (concentration) have long been used in the agri-food industry, but require post-treatment of concentrated residues and condensates whose increased pollution is not compatible with release into the natural environment (eg flowing waters).

Das Dokument FR-A-2 222 321 (SPEICHIM) beschreibt ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The Document FR-A-2 222 321 (SPEICHIM) describes a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus according to the preamble of the claim 7th

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung und eines verbesserten Verfahrens zur Behandlung von Zucker und/oder Alkohol enthaltenden Abwässern.A The object of the invention is to provide an improved device and an improved method of treating sugar and / or Alcohol-containing wastewater.

Die Lösung des gestellten Problems besteht darin, ein Verfahren zur Behandlung von Zucker oder Alkohol enthaltenden Abwässern zu schaffen, welches die folgenden Schritte umfaßt:

  • i) – Wenn nötig wird wenigstens ein Teil der in den Abwässern vorliegenden Kohlenhydrate durch Mikroorganismen- und gegebenenfalls Enzymtätigkeit in flüchtige Verbindungen umgewandelt,
  • ii) – von den Abwässern wird wenigstens ein Teil der ursprünglichen oder erzeugten flüchtigen Verbindungen durch Destillation in einer Kolonne abgeschieden und durch Durchlaufen eines Kühlaustauschers in der Flüssigphase zurückgewonnen;
  • iii) – wenigstens ein Teil der im Wesentlichen organischen Rückstände (oder schwer- oder nicht flüchtigen Schadstoffe) der Abwässer wird durch Verdampfen der Abwässer in einem Verdampfer extrahiert, um den CSB (chemischen Sauerstoffbedarf) der erhaltenen – oder behandelten – Wässer auf einem Wert zu halten, welcher kleiner oder gleich 0,5 Gramm pro Liter, vorzugsweise kleiner als 0,3 Gramm pro Liter ist,
  • – die aus der Vorverdampfung der behandelten Abwässer in dem Verdampfer hervorgehenden Abwasserdämpfe werden verdichtet,
  • – die verdichteten Abwasserdämpfe werden eingesetzt, um das Verdampfen der Abwässer zu erzielen.
The solution to the problem posed is to provide a process for the treatment of waste water containing sugar or alcohol, which comprises the following steps:
  • i) - If necessary, at least part of the carbohydrates present in the effluents is converted into volatile compounds by microorganism and possibly enzyme activity,
  • (ii) - from the effluents at least part of the original or produced volatile compounds is separated by distillation in a column and recovered by passing through a liquid-phase cooling exchanger;
  • iii) - at least part of the essentially organic residues (or heavy or non-volatile pollutants) of the effluents is extracted by evaporating effluents in an evaporator to increase the COD (chemical oxygen demand) of the obtained - or treated - waters to one value which is less than or equal to 0.5 grams per liter, preferably less than 0.3 grams per liter,
  • - The resulting from the pre-evaporation of treated wastewater in the evaporator wastewater vapors are compressed,
  • - The compressed wastewater vapors are used to achieve the evaporation of the wastewater.

Genauer gesagt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wie es im Anspruch 1 beschrieben ist.More accurate said, the present invention provides a method as described in Claim 1 is described.

Die Schritte ii) und iii) (vorzugsweise auch der Schritt i) werden vorzugsweise im Wesentlichen fortlaufend ausgeführt, um die Ablagerung von Zwischenprodukten zu vermeiden.The Steps ii) and iii) (preferably also step i) are preferred essentially carried out continuously to the deposition of To avoid intermediates.

Die Lösung des gestellten Problems besteht außerdem darin, eine Vorrichtung oder Anlage zur Behandlung von Zucker oder Alkohol enthaltenden Abwässern zu schaffen, die Folgendes umfaßt:

  • – einen ersten Abscheider, welcher die Abscheidung eines Teils der flüchtigen Verbindungen der Abwässer durch Destillieren in einer Kolonne und durch Kondensieren in einem Kühlaustauscher sicherstellt, und ein Mittel zum Sammeln der flüchtigen Komponenten in flüssiger Form,
  • – einen mit dem vorhergehenden Abscheider verbundenen und vorzugsweise nach diesem angeordneten zweiten Abscheider, der das Extrahieren von wenigstens einem Teil der schwer- oder nichtflüchtigen, im Wesentlichen organischen, in den Abwässern vorhandenen Rückstände durch Verdampfen der Abwässer sicherstellt,
  • – eine Vorrichtung zum Verdichten wenigstens eines Teils der aus der Verdampfung der behandelten Wässer hervorgehenden Abwasserdämpfe, und eine Rohrleitung, um die verdichteten Abwasserdämpfe an den Verdampfer zu liefern.
The solution to the problem posed is also to provide an apparatus or plant for treating waste water containing sugar or alcohol, which comprises:
  • A first separator, which ensures the separation of a part of the volatile compounds of the effluents by distillation in a column and by condensation in a cooling exchanger, and a means for collecting the volatile components in liquid form,
  • A second separator connected to the preceding separator and preferably arranged after it, which ensures the extraction of at least some of the heavy or nonvolatile, essentially organic residues present in the wastewaters by evaporation of the effluents,
  • A device for compressing at least part of the waste water vapors resulting from the evaporation of the treated water, and a pipeline for supplying the compressed waste water vapors to the evaporator.

Genauer gesagt schafft die vorliegende Erfindung eine solche Vorrichtung, wie sie im Anspruch 7 beschrieben ist.More accurate said, the present invention provides such a device, as described in claim 7.

Dieser Abscheider kann auch vor dem Abscheider flüchtiger Verbindungen angeordnet sein.This Separator can also be arranged in front of the separator of volatile compounds be.

Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung ein Organ, wie etwa einen gegenüber der Qualität der behandelten Wässer, die den zweiten Abscheider verlassen, empfindlichen Sensor, und ein Steuerorgan, wie etwa einen Automaten, das bzw. der mit dem empfindlichen Organ verbunden ist und den CSB der erhaltenen Wässer auf einem Wert halten kann, der kleiner oder gleich 0,5 Gramm pro Liter und vorzugsweise kleiner als 0,3 Gramm pro Liter ist.Preferably comprises the device is an organ, such as one versus the quality of the treated one waters, leaving the second separator, sensitive sensor, and a control device, such as a vending machine, with the sensitive organ is connected and the COD of the received water can hold a value that is less than or equal to 0.5 grams per liter and preferably less than 0.3 grams per liter.

Der Sensor zur Prüfung der Qualität der Wässer ist vorzugsweise aus einer oder mehreren Leitfähigkeits- (oder Widerstands-), pH-Wert- oder Temperatursonde(n) und/oder aus einer Sonde zur Messung des Durchsatzes, der optischen Dichte (beispielsweise bei Wellenlängen von 420 bis 520 nm und 620 nm), der Trübung oder auch aus einer Sonde zur ständigen quantitativen Bestimmung des CSB (oder des gesamten organischen Kohlenstoffs) gebildet.Of the Sensor for testing the quality the waters is preferably one or more conductivity (or resistance), pH or temperature probe (s) and / or probe for measurement of throughput, optical density (e.g. at wavelengths of 420 to 520 nm and 620 nm), turbidity or even from a probe to the permanent Quantitative determination of COD (or total organic Carbon).

Außerdem umfaßt die Vorrichtung vorzugsweise ein Transportmittel, wie etwa eine Pumpe, die den im Wesentlichen ständigen Transport der Abwässer aus dem ersten Abscheider zu dem zweiten Abscheider sicherstellt; dies ermöglicht, die Wässer mit einer kompakten Anlage zu behandeln, die auf diese Weise in bestimmten Fällen mobil gestaltet sein kann. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind die Verbindungen, die als flüchtig angesehen werden: Ethanol, höhere Alkohole, Ester, Aldehyde, organische Säuren (insbesondere Essigsäure, Sorbinsäure), anorganische Säuren, (insbesondere SO2); die übrigen Verbindungen wie Zucker, Mineralien, „schwere" organische Säuren (wie etwa Weinsäure, Apfelsäure, Milchsäure, Bernsteinsäure), Glycerin und Polyphenole werden als schwer- oder nicht flüchtig angesehen.In addition, the apparatus preferably comprises a transport means, such as a pump, which ensures the substantially continuous transport of the effluents from the first separator to the second separator; this makes it possible to treat the waters with a compact system, which in some cases can be made mobile in this way. For the purposes of the present application, the compounds which are regarded as volatile are: ethanol, higher alcohols, esters, aldehydes, organic acids (in particular acetic acid, sorbic acid), inorganic acids, (in particular SO 2 ); the remaining compounds such as sugars, minerals, "heavy" organic acids (such as tartaric acid, malic acid, lactic acid, succinic acid), glycerol and polyphenols are considered to be heavy or non-volatile.

Im Allgemeinen wird die organische Schadstoffbelastung der Abwässer anhand der Abweichung von den analytischen Kriterien ermittelt, die in ganzheitlicher Weise direkt oder indirekt einen Ausdruck für die Konzentration dieser Belastung bestimmen. Der chemische Sauerstoffbedarf (CSB), der biologische Sauerstoffbedarf (BSB) oder die Bestimmung des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) bilden die dieser Bewertung zu Grunde liegenden Kriterien.in the In general, the organic pollution of wastewater is based on derogation from the analytical criteria established in holistically direct or indirect expression for concentration determine this load. The chemical oxygen demand (COD), the biological oxygen demand (BOD) or the determination of the total Organic Carbon (TOC) is the basis of this assessment lying criteria.

Das Verfahren gemäß der Erfindung findet insbesondere auf die Behandlung von wäßrigen Lösungen Anwendung, deren gelöste organische Belastung vor allem aus Zuckern (Kohlenhydraten) und/oder Ethanol besteht; dies ist bei Abwässern von Weinkellerein, von Betrieben, die mit der Weinherstellung im weitesten Sinne zu tun haben, von Obst- und Gemüsekonservenfabriken, von Betrieben, die gegorene oder nicht gegorene, alkoholische oder nicht alkoholische Getränke, Fruchtsäfte herstellen, und von Süßwarenherstellern der Fall.The Method according to the invention finds particular application to the treatment of aqueous solutions whose dissolved organic Stress mainly from sugars (carbohydrates) and / or ethanol; this is wastewater of wine cellars, of establishments involved in winemaking the widest sense of the word, from fruit and vegetable canning factories, to factories, the fermented or not fermented, alcoholic or non-alcoholic Beverages, fruit juices and confectionery manufacturers the case.

Außerdem findet die Erfindung auf Wässer der Agrarnahrungsmittelindustrie oder der Industrie der Veredlung von Agrarprodukten, die Kohlenhydrate wie etwa stärkehaltige Stoffe und Polysaccharide enthalten, Anwendung. Um ihre endgültige Vergärung in Alkohol zu gewährleisten, wird eine vorbereitende Hydrolysephase, vorzugsweise biologisch, durch die Wirkung von Hydrolasen, wie etwa den Enzymen, die an der Hydrolyse von Stärke und stärkehaltigen Stoffen beteiligt sind (α-Amylase, Glucosidase, Maltase), oder die in der Lage sind, lösliche Polysaccharide zu hydrolysieren, in Anspruch genommen. Diese Enzyme werden entweder in Form von handelsüblichen enzymatischen Zubereitungen eingebracht oder von den Mikroorganismen erzeugt, die in diesen enthalten sind.In addition, the invention relates to waters of the agrifood industry or the industry of Processing of agricultural products containing carbohydrates such as starchy substances and polysaccharides. To ensure their final fermentation in alcohol, a preparatory hydrolysis phase, preferably biologically, by the action of hydrolases, such as the enzymes involved in the hydrolysis of starch and starchy substances (α-amylase, glucosidase, maltase), or which are able to hydrolyze soluble polysaccharides claimed. These enzymes are either incorporated in the form of commercial enzymatic preparations or produced by the microorganisms contained therein.

Die hydrolytische Phase läuft in einem der Gärung vorgeschalteten Bioreaktor, vorzugsweise unter optimalen erforderlichen Bedingungen (pH-Wert, Temperatur, Konzentrationen) oder aber gemeinsam mit der alkoholischen Gärung ab.The hydrolytic phase is running in one of the fermentation upstream bioreactor, preferably under optimal required Conditions (pH, temperature, concentrations) or together with alcoholic fermentation from.

Im Fall von bestimmten Abwässern, die von Weinkellerein und von der Herstellung von Getränken auf der Basis von Weinen stammen, setzt sich die gelöste organische Schadstoffbelastung aus mehr als 80% (und bis zu 98%) des CSB aus Zuckern (Glukose und Fruktose) und/oder aus Ethanol zusammen. Das Verhältnis Zucker/Ethanol ist vom Zeitraum (Traubenernte, Weinbereitung, Abstich), von der betreffenden, mit der Weinherstellung im Zusammenhang stehenden Tätigkeit (Reinigen der Gärbehälter, der Filter, Nachgärung und Abfüllen...) sowie von der Art der eingesetzten Rohstoffe und der hergestellten Produkte abhängig. Die von den Obstkonservenfabriken abgegebenen Abwässer können sehr hohe Schadstoffbelastungen aufweisen (gelöster CSB in der Größenordnung von 40 bis 140 Gramm pro Liter, der in der Hauptsache auf Fruchtzucker zurückzuführen ist).in the Case of certain wastewaters, that of winery and of the production of drinks on the Based on wines, the dissolved organic pollutant load settles from more than 80% (and up to 98%) of the COD from sugars (glucose and Fructose) and / or from ethanol. The ratio sugar / ethanol is from the period (grape harvest, winemaking, tapping), of the concerned with wine-making activity (Clean the fermentation tank, the Filter, secondary fermentation and bottling ...) as well as the type of raw materials used and the manufactured Products dependent. The waste water discharged by the canned fruit factories can be very have high pollutant loads (dissolved COD in the order of magnitude from 40 to 140 grams per liter, which is mainly due to fructose is due).

Die Erfindung findet vor allem auf Abwässer Anwendung, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen:

  • – Alkoholgehalt im Bereich von 0,1 bis 100 Gramm pro Liter, vorzugsweise von 0,1 bis 50 Gramm pro Liter;
  • – Trockensubstanzgehalt im Bereich von 0,1 bis 150 Gramm pro Liter, vorzugsweise von 0,1 bis 100 Gramm pro Liter,
  • – Gehalt an Zuckern im Bereich von 0,1 bis 200 Gramm pro Liter, vorzugsweise von 0,1 bis 100 Gramm pro Liter;
  • - pH-Wert im Bereich von 2 bis 10, insbesondere von 3 bis 8,
  • – CSB im Bereich von 1 bis 200 Gramm pro Liter, insbesondere von 1 bis 50 Gramm pro Liter.
The invention finds particular application to waste waters having one or more of the following properties:
  • Alcohol content in the range of 0.1 to 100 grams per liter, preferably from 0.1 to 50 grams per liter;
  • Dry matter content in the range from 0.1 to 150 grams per liter, preferably from 0.1 to 100 grams per liter,
  • - Content of sugars in the range of 0.1 to 200 grams per liter, preferably from 0.1 to 100 grams per liter;
  • pH in the range from 2 to 10, in particular from 3 to 8,
  • - COD in the range of 1 to 200 grams per liter, in particular from 1 to 50 grams per liter.

Ein Merkmal der Erfindung besteht folglich darin, vorzugsweise kontinuierlich die Hauptbestandteile der Abwässer in drei Fraktionen oder Phasen zu überführen und diese voneinander zu trennen: eine Phase gereinigten Kondensats (ableitbares oder wiederverwendbares Wasser), eine alkoholische Phase oder Phlegma (verwertbar), eine konzentrierte Phase (in der Brennerei verwertbar oder zur Kompostierung oder Verrieselung verwendbar).One Feature of the invention is therefore in, preferably continuously the main components of the wastewater into three factions or phases and transfer them from each other to separate: a phase of purified condensate (derivable or reusable water), an alcoholic phase or phlegm (recyclable), a concentrated phase (usable in the distillery or usable for composting or trickling).

Gemäß den bevorzugten Merkmalen des Verfahrens gemäß der Erfindung:

  • – wird im Schritt i) durch Aufrechterhalten eines pH-Wertes zwischen 3 und 8 und durch Aufrechterhalten einer Temperatur der Abwässer zwischen 10 und 55°C, vorzugsweise in der Größenordnung von 20 bis 30°C (für die Hefen) eine alkoholische Gärung der Zucker durch Hefen oder Bakterien hervorgerufen;
  • – wird im Schritt iii) eine Konzentration der organischen Rückstände hervorgerufen, derart, daß sie höchstens 10 Vol.-% und vorzugsweise in der Größenordnung von 0,5 bis 5 Vol.-% zu behandelnde Abwässer enthalten;
  • – erfolgt das Abtrennen der flüchtigen Rückstände durch Destillation und Kondensation bei einer Temperatur in der Größenordnung von 30 bis 110°C;
  • – erfolgt das Extrahieren und Abtrennen der schwer- oder nicht flüchtigen Rückstände durch sukzessives Verdampfen (bei einer Temperatur in der Größenordnung von 35°C bis 130°C), wodurch das Konzentrieren der Rückstände möglich ist, und durch Kondensieren der Dämpfe der behandelten Wässer; in diesem Fall kann ein Verdampfer mit Wasserdampf (mit einer Temperatur in der Größenordnung von 100°C bis 180°C) und mit einem Teil der Dämpfe (mit einer Temperatur in der Größenordnung von 35°C bis 130°C), die sich aus der Verdampfung der behandelten Wässer ergeben, die zuvor verdichtet worden sind, um die zum Verdampfen erforderliche Energie herabzusetzen, gespeist werden.
According to the preferred features of the method according to the invention:
  • In step i) by maintaining a pH of between 3 and 8 and by maintaining a temperature of the effluents between 10 and 55 ° C, preferably of the order of 20 to 30 ° C (for the yeasts), an alcoholic fermentation of the sugars caused by yeasts or bacteria;
  • In step iii), a concentration of the organic residues is produced so as to contain at most 10% by volume and preferably of the order of 0.5 to 5% by volume of effluents to be treated;
  • The volatile residues are removed by distillation and condensation at a temperature of the order of 30 to 110 ° C;
  • The heavy and non-volatile residues are extracted and separated by successive evaporation (at a temperature of the order of 35 ° C to 130 ° C), which makes it possible to concentrate the residues and by condensing the vapors of the treated waters; in this case, an evaporator can be made with water vapor (with a temperature of the order of 100 ° C to 180 ° C) and with a portion of the vapors (with a temperature of the order of 35 ° C to 130 ° C), resulting from result in the evaporation of the treated waters which have been previously compressed to reduce the energy required for evaporation.

Gemäß den bevorzugten Merkmalen der Vorrichtung gemäß der Erfindung

  • – umfaßt die Vorrichtung einen Fermenter, der an einen ersten Abscheider angeschlossen und vor diesem angeordnet ist, wobei der Fermenter mit einem gegenüber dem pH-Wert der Abwässer empfindlichen Organ oder Sensor und mit einem gegenüber der Temperatur der in dem Fermenter vorliegenden Abwässer empfindlichen Organ oder Sensor ausgestattet ist, wobei die empfindlichen Organe an das Steuerorgan angeschlossen sind;
  • – sind der erste Abscheider und/oder der zweite Abscheider Membranfilter; alternativ umfaßt der erste Abscheider eine Destillationskolonne und einen Kondensator; der zweite Abscheider kann einen mit einem Abscheider versehenen Verdampfer-Kondensator umfassen;
  • – ist eine vorzugsweise mechanische Vorrichtung vorgesehen, um das Verdichten eines Teils der sich aus dem Verdampfen der behandelten Wässer ergebenden Dämpfe sicherzustellen.
According to the preferred features of the device according to the invention
  • The apparatus comprises a fermenter connected to and arranged in front of a first separator, the fermenter having an organ or sensor which is sensitive to the pH of the effluents and having an organ sensitive to the temperature of the effluents present in the fermentor Sensor is equipped, with the sensitive organs to the control unit are closed;
  • The first separator and / or the second separator are membrane filters; alternatively, the first separator comprises a distillation column and a condenser; the second separator may comprise an evaporator-condenser provided with a separator;
  • A preferably mechanical device is provided to ensure the compression of a portion of the vapors resulting from the evaporation of the treated waters.

Da die Zucker (Kohlenhydrate) von den übrigen organischen und anorganischen Bestandteilen der Abwässer schwer trennbar sind, werden sie mikrobiologisch und im vorliegenden Fall enzymatisch in einen flüchtigen Bestandteil bzw. in flüchtige Bestandteile überführt, um ihr späteres Entfernen zu vereinfachen. Für die gärfähigen Zucker, die in den Abwässern der Agrarnahrungsmittelindustrie angetroffen werden, ist die vorgeschlagene Methode die alkoholische Gärung, vorzugsweise mit Hefen oder gegebenenfalls durch Bakterien. Für die Vergärung der Zucker werden von den Hefen vorzugsweise jene der Gattung Saccharomyces oder aber eine andere Hefe, die in der Lage ist, Ethanol zu produzieren, wie etwa Schizosaccharomyces, Kluyveromyces, Hanseniaspora, Kloeckera, Candida, benutzt. Die Vergärung der Zucker erfolgt vom Empfang der Abwässer an entweder in einer Vorrichtung zur Zwischenspeicherung der Wässer oder in dazu vorgesehenen Gärbehältern. Die Gärungsbedingungen können gesteuert sein, um die Umwandlung der Zucker mit einer guten Ausbeute, einer ausreichenden Geschwindigkeit (beispielsweise bei Bedarf durch Zugabe einer Starterkultur) und mit einer eventuellen Korrektur der physikalisch-chemischen Parameter des Mediums: pH-Wert zwischen 3 und 8, Temperatur (zwischen 10 und 35°C und vorzugsweise zwischen 20 und 30°C), und einem minimalen Gehalt an anorganischen Nährstoffen und Cofaktoren, falls das Abwasser diesbezüglich einen beschränkenden Gehalt aufweist, zu ermöglichen. Die hemmenden Wirkungen, die mit verschiedenen organischen und anorganischen Säuren, die in den Abwässern vorliegen, in Verbindung stehen, können durch das Einstellen des pH-Wertes auf Werte nahe der Neutralität aufgehoben werden. Die alkoholische Gärung kann auch das Ergebnis der heimischen oder auf natürlichem Wege heimisch gewordenen Bakterien des Abwassers sein. Außerdem werden das Aufrechterhalten der Gärungsaktivität und des Profils der Gärung überwacht; jeder Abweichung kann durch eine Zufuhr von Mikroorganismen von außen vorgebeugt werden, wobei die für ihre Entwicklung günstigsten physikalisch-chemischen Bedingungen aufrechterhalten werden.There the sugars (carbohydrates) of the remaining organic and inorganic Constituents of the effluents are difficult to separate, they become microbiological and present Case enzymatically into a volatile Component or in volatile Ingredients convicted to her later Remove to simplify. For the fermentable sugar, in the wastewater the agricultural food industry is the proposed one Method of alcoholic fermentation, preferably with yeasts or optionally by bacteria. For the fermentation of Sugars of the yeasts are preferably those of the genus Saccharomyces or another yeast that is able to produce ethanol, such as Schizosaccharomyces, Kluyveromyces, Hanseniaspora, Kloeckera, Candida, used. The fermentation the sugar is from the reception of the effluents either in a device for intermediate storage of the waters or in designated fermentation tanks. The fermentation conditions can be controlled to convert the sugar with a good yield, a sufficient speed (for example, if necessary Adding a starter culture) and with a possible correction the physicochemical parameter of the medium: pH between 3 and 8, temperature (between 10 and 35 ° C and preferably between 20 and 30 ° C), and a minimum level of inorganic nutrients and cofactors, if the wastewater in this regard a limiting one Has content to allow. The inhibitory effects with various organic and inorganic acids, in the wastewater may be present, by adjusting the pH to levels close to neutrality. The alcoholic fermentation can also be the result of domestic or natural Ways to become indigenous bacteria of wastewater. In addition, will Maintaining the fermentation activity and the Profiles of fermentation monitored; everyone Deviation can be prevented by a supply of microorganisms from the outside, being for her Development cheapest physico-chemical conditions are maintained.

Um sich der höchsten Leistungsfähigkeit der Umwandlung der Zucker in Ethanol zu versichern, wird eine Massenausbeute der Gärung in der Größenordnung von 0,20 bis 0,45 Gramm Ethanol pro Gramm vergärter Zucker angestrebt. Die Gärungszeit kann je nach der Konzentration und der Art der Zucker zwischen einigen Stunden bis zu einigen zehn Stunden schwanken, was der Zeit der Aufbewahrung entspricht, die empfohlen ist, um die Belieferung mit Abwässern, die von verschiedensten industriellen Verfahren stammen, zu regulieren (6 bis 120 Stunden).Around the highest capacity assuring the conversion of sugars into ethanol becomes a mass yield the fermentation in the order of magnitude from 0.20 to 0.45 grams of ethanol per gram of fermented sugar. The fermentation Depending on the concentration and type of sugar between some Hours to tens of hours, which is the time of the Storage is recommended, which is recommended to delivery waste water, which come from a variety of industrial processes, regulate (6 to 120 hours).

Wie weiter oben in Erinnerung gebracht worden ist, wurden folgende Bestandteile erhalten:

  • – einerseits ein gereinigtes Wasser, das aus der Kondensation der zum Sieden gebrachten Wässer stammt, bei einer Verdichtung oder eventuellen Fraktionierung durch abschließende Destillation der Primärkondensate, wobei das gereinigte Wasser 70 bis 98% des Volumens des behandelten Abwassers darstellt. Dieses farblose und keimfreie Wasser besitzt, in CSB ausgedrückt, eine schwache Belastung und weist bevorzugt die folgenden Eigenschaften auf, die seine eventuelle Wiederverwendung oder seine Ableitung in die Umgebung vereinfachen:
  • – Optische Dichte bei 420 nm: 0 bis 0,005, Optische Dichte bei 520 nm: 0 bis 0,005, Optische Dichte bei 620 nm: 0 bis 0,005,
  • – Trübung: kleiner oder gleich 1 NTU.
  • – Schwebstoffgehalt insgesamt: höchstens 0,02 Gramm pro Liter,
  • – Aschegehalt: höchstens 0,01 Gramm pro Liter,
  • – CSB: kleiner oder gleich 500 Milligramm pro Liter, vorzugsweise kleiner oder gleich 300 Milligramm pro Liter,
  • – pH-Wert von 3 bis 8, vorzugsweise von 4 bis 7,
  • – Gesamtazidität: von 0 bis 500 Milligramm pro Liter (ausgedrückt in Gramm Essigsäure pro Liter), vorzugsweise von 0 bis 300 Milligramm pro Liter,
  • – Restethanol: kleiner oder gleich 0,3 Gramm pro Liter, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,15 Gramm pro Liter,
  • – Keimfreiheit im Ergebnis der Kondensationen,
  • – BSB5: kleiner oder gleich 200 Milligramm pro Liter, vorzugsweise kleiner oder gleich 100 Milligramm pro Liter,
  • – Phosphate: höchstens 5 Milligramm pro Liter,
  • – Nitrate: höchstens 5 Milligramm pro Liter,
  • – Organisch gebundener Stickstoff: höchstens 5 Milligramm pro Liter,
  • – andererseits ein Phlegma, das im Wesentlichen Ethanol, flüchtige organischen Säure, Ester, höhere Alkohole, Aldehyde und subtile aromatische Verbindungen enthält, wobei der Alkoholgehalt dieses Phlegmas im Allgemeinen schwankt und bevorzugt im Bereich von 10 bis 95% (Prozentsatz an Volumen/Volumen) und je nach der Qualität der behandelten Produkte und dem Grad der angestrebten Aufwertung stärker bevorzugt im Bereich von 20 bis 40% (Prozentsatz an Volumen/Volumen) ist;
  • – und ein Konzentrat, das aus der Verdampfungsphase oder der zweiten Abscheidung hervorgegangen ist, mit einem Trockensubstanzgehalt von im Allgemeinen wenigstens gleich 20%, im Allgemeinen in der Größenordnung von 30 bis 60%.
As recalled above, the following components were obtained:
  • - On the one hand, a purified water, which originates from the condensation of the boiled water, in a compression or eventual fractionation by final distillation of the primary condensates, wherein the purified water represents 70 to 98% of the volume of the treated wastewater. This colorless and germ-free water, as expressed in COD, has a low load and preferably has the following characteristics that facilitate its eventual reuse or discharge into the environment:
  • - Optical density at 420 nm: 0 to 0.005, Optical density at 520 nm: 0 to 0.005, Optical density at 620 nm: 0 to 0.005,
  • - Turbidity: less than or equal to 1 NTU.
  • - Total suspended matter: not more than 0,02 grams per liter,
  • Ash content: not more than 0,01 grams per liter,
  • - COD: less than or equal to 500 milligrams per liter, preferably less than or equal to 300 milligrams per liter,
  • PH from 3 to 8, preferably from 4 to 7,
  • Total acidity: from 0 to 500 milligrams per liter (expressed in grams of acetic acid per liter), preferably from 0 to 300 milligrams per liter,
  • Residual ethanol: less than or equal to 0.3 grams per liter, preferably less than or equal to 0.15 grams per liter,
  • - sterility as a result of condensations,
  • - BOD5: less than or equal to 200 milligrams per liter, preferably less than or equal to 100 milligrams per liter,
  • - phosphates: not more than 5 milligrams per liter,
  • - nitrates: not more than 5 milligrams per liter,
  • - organically bound nitrogen: not more than 5 milligrams per liter,
  • On the other hand, a phlegm substantially containing ethanol, volatile organic acid, esters, higher alcohols, aldehydes and subtle aromatic compounds, the alcohol content of this phlegm generally varying and preferably in the range of 10 to 95% (percentage of volume / volume) and more preferably in the range of 20 to 40% (percentage of volume / volume) depending on the quality of the products treated and the degree of appreciation sought;
  • And a concentrate resulting from the evaporation phase or the second deposition, having a dry matter content of generally at least equal to 20%, generally of the order of 30 to 60%.

Die Abscheidungsschritte können durch Dampfklärung oder die Verwendung von Füllkörpersäulen und durch aufeinander folgendes Sieden in Destillationskolonnen und die Verwendung von Rohrwärmetauschern ausgeführt werden.The Deposition steps can by steam clarification or the use of packed columns and by successive boiling in distillation columns and the use of tube heat exchangers accomplished become.

Die gebrauchte Energie ist vorzugsweise der aus den Dampferzeugern oder Siedekesseln kommende Dampf mit einer Temperatur im Bereich von 30°C bis 180°C bei Atmosphärendruck oder aber unter Vakuum oder, im Gegenteil, unter Druck.The used energy is preferably from the steam generators or Boilers coming steam at a temperature in the range of 30 ° C to 180 ° C at atmospheric pressure or under vacuum or, on the contrary, under pressure.

Der kombinierte Einsatz von Techniken der mechanischen Verdichtung des Dampfes und/oder der Thermokompression und der Rückgewinnung der Wärme ermöglicht, den energetischen Gesamtwirkungsgrad zu verbessern, obgleich auch ein direktes Beheizen möglich ist.Of the combined use of techniques of mechanical densification of the Steam and / or thermocompression and recovery of heat, to improve the overall energy efficiency, although also a direct heating possible is.

Es kann eine selbsttragende, wärmegedämmte Fraktionierkolonne aus nicht rostendem Stahl benutzt werden, die mit Glockenböden arbeitet (Absperrkörper-Duchgang-Glockenboden oder Füllkörper oder Raschig-Ringe), wobei sie nur zum Konzentrieren oder zum Konzentrieren/Gegenstromdestillieren benutzt und unter Vakuum oder unter Druck betrieben werden kann. In ihrem unteren Teil kann sie einen Siedekessel integrieren; der Kondensationsteil kann je nach dem angestrebten Rückgewinnungsgrad mit einer Stufe oder mit mehreren Stufen ausgestattet sein.It may be a self-supporting, thermally-insulated fractionation column made of stainless steel, which works with bell bottoms (Shut-off-Duch speed bubble tray or packing or Raschig rings), distilling only to concentrate or concentrate / countercurrently used and can be operated under vacuum or under pressure. In its lower part, it can integrate a boiler; of the Condensation section may vary depending on the desired degree of recovery be equipped with a step or with several steps.

Die Erfindung schafft eine einfache Anlage, die preiswert herzustellen ist und deren Kapazität und Betriebsparameter leicht an Abwässer verschiedener Volumina und Ursprünge angepaßt werden können.The Invention provides a simple system that can be manufactured inexpensively is and their capacity and operating parameters easily on waste water of various volumes and origins customized can be.

Das Verfahren und die Anlage gemäß der Erfindung sind zuverlässig, leicht zu steuern und können schnell in Gang und außer Betrieb gesetzt werden (in einigen zehn Minuten): Es genügt für das Anfahren ein thermisches Gleichgewicht der Apparate zu erzielen und die Steuerorgane in Abhängigkeit vom Durchsatz der Behandlung und von der Art der zu behandelnden Abwässer einzustellen.The Method and system according to the invention are reliable, easy to control and fast in progress and except Operation (in a few ten minutes): It is sufficient for starting to achieve a thermal balance of the apparatus and the control organs dependent on the throughput of treatment and the type of treatment to be treated sewerage adjust.

Die Vorteile, zu denen die Erfindung verhilft, werden besser verstanden durch die folgende Beschreibung, die sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht, die keineswegs einschränkend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigt.The Advantages to which the invention helps are better understood by the following description, referring to the attached drawing refers, by no means restrictive preferred embodiments of the invention.

In dieser Zeichnung tragen völlig gleiche oder ähnliche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, von einer Figur zur anderen die gleichen Bezugszeichen.In of this drawing are completely worn same or similar Elements, unless otherwise indicated, from a figure to others the same reference numerals.

1 zeigt schematisch die Hauptkomponenten einer Anlage gemäß der Erfindung. 1 schematically shows the main components of a plant according to the invention.

2 zeigt schematisch eine weitere Abscheidevorrichtung, die in den Aufbau einer Anlage gemäß der Erfindung eingeht und mit einem ersten Abscheider, der im Wesentlichen aus einer Destillationskolonne gebildet ist, sowie mit einem zweiten Abscheider, der im Wesentlichen aus einem Verdampfer-Konzentrator gebildet ist, ausgerüstet ist. 2 schematically shows a further separation device, which enters into the structure of a plant according to the invention and is equipped with a first separator, which is formed essentially from a distillation column, and with a second separator, which is formed essentially from an evaporator-concentrator ,

Wie aus 1 ersichtlich ist, werden die zu behandelnden Abwässern von einer Rohrleitung 1 an ein Filter 2 abgegeben, beispielsweise an ein Filter, das mit einem feinen Rechen versehen ist, der zur Aufgabe hat, die Partikel, die größer oder gleich 0,5 mm sind, abzutrennen und über einen Auslaß 10 abzuführen; die grob filtrierten Wässer werden durch eine Rohrleitung 3 bis zu einem Fermenter 4 transportiert, der aus einem oder mehreren Gärbehältern gebildet ist, die in Reihe oder parallel angeordnet und beispielsweise mit einem Rührer 16 ausgestattet sind, der die Homogenisierung der in dem Gärbehälter zu behandelnden Flüssigkeit begünstigt, wobei eine Öffnung 4a das Einbringen von Hefen oder Bakterien in den Fermenter 4 ermöglicht; die vergärten Abwässer, die aus dem Fermenter 4 kommen, werden durch eine Rohrleitung 5 an einen ersten Membranabscheider 6 abgegeben, der die alkoholfreien Abwässer, die über eine Rohrleitung 7 entweichen, von einer Alkohol enthaltenden Fraktion, die über eine Rohrleitung 11 austritt und an ein erstes Organ 12 zur Speicherung dieser Alkohol enthaltenden Fraktion abgegeben wird, trennt; die alkoholfreien Wässer werden durch eine Rohrleitung 7 an den zweiten Membranabscheider 8 abgegeben, wo die Trennung des gereinigten Wassers, das in eine Abführungsrohrleitung 9 abgegeben wird, von einem Konzentrat, das durch eine Rohrleitung 13 bis zu einem Behälter 14 zur Aufbewahrung dieses transportiert wird, erfolgt.How out 1 it can be seen that the wastewater to be treated from a pipeline 1 to a filter 2 delivered, for example, to a filter, which is provided with a fine rake, which has the task of separating the particles which are greater than or equal to 0.5 mm, and an outlet 10 discharge; the roughly filtered waters are passed through a pipeline 3 up to a fermenter 4 transported, which is formed from one or more fermentation tanks arranged in series or in parallel and for example with a stirrer 16 equipped, which favors the homogenization of the liquid to be treated in the fermentation container, wherein an opening 4a the introduction of yeasts or bacteria into the fermenter 4 permits; the fermented effluents coming from the fermenter 4 come through a pipeline 5 to a first membrane separator 6 delivered, the non-alcoholic wastewater, through a pipeline 7 escape, from an alcohol-containing fraction, via a pipeline 11 exit and to a first organ 12 is released to store this alcohol-containing fraction separates; The non-alcoholic waters are passed through a pipeline 7 to the second membrane separator 8th where the separation of the purified water into an exhaust pipe 9 is discharged from a concentrate through a pipeline 13 up to a container 14 is transported for storage of this takes place.

Eine elektronische Steuereinheit 20 ist an einen Temperatursensor 17 und an einen pH-Wert-Sensor 18, mit denen der Fermenter 4 versehen ist, sowie an einen Sensor 19 zur Messung der Qualität des behandelten Wassers, das in die Ableitungsrohrleitung 9 abfließt, angeschlossen, um die Qualität des behandelten Wassers zu kontrollieren und dementsprechend auf die verschiedenen Stellorgane des Trennverfahrens, insbesondere auf die Organe zum Einstellen des Pegels und/oder des Förderstroms der verschiedenen Fluida einzuwirken.An electronic control unit 20 is to a temperature sensor 17 and to a pH sensor 18 with which the fermenter 4 is provided, as well as to a sensor 19 to measure the quality of the treated water entering the drainage pipeline 9 drains, connected to control the quality of the treated water and to act accordingly on the various actuators of the separation process, in particular the organs for adjusting the level and / or the flow rate of the various fluids.

Ein Rechner oder Automat 20a, der mit dem Automaten 20 über eine Fernsprechleitung 20b verbunden ist, ermöglicht eine Fernüberwachung der Funktion der Behandlungseinheit sowie das Steuern, das Verfolgen und die Parametrisierung der Betriebsbedingungen, ihre fortlaufende oder sequentielle Aufzeichnung sowie ihre Optimierung.A calculator or automaton 20a with the machine 20 over a telephone line 20b allows remote monitoring of the treatment unit's function as well as control, tracking and parameterization of operating conditions, their sequential or sequential recording, and their optimization.

Der Automat 20 stellt ein ständiges Verfolgen der Betriebsparameter der Anlage sicher (insbesondere der Flüssigkeitspegel in den Gärbehältern, des spezifischen Widerstands und des pH-Werts der gereinigten Wässer), wodurch es möglich ist, die Funktionsweise der Behandlungseinheit zu regeln und sie auf die festgelegten Bedingungen zur Ableitung von Abwässern (vor allem hinsichtlich des Durchsatzes) einzustellen.The automaton 20 ensures a constant monitoring of the plant operating parameters (in particular the liquid levels in the fermentation tanks, the resistivity and the pH of the purified waters), which makes it possible to regulate the operation of the treatment center and to set the conditions for the discharge of Sewage (especially in terms of throughput) set.

Wie aus 2 ersichtlich ist, wird das vergärte Abwasser, das von der Rohrleitung 5 abgegeben wird, in einen Zwischenbehälter 30 eingebracht, von wo aus es über eine Rohrleitung 31 bis zu einer Pumpe 32 gelangt, die es durch eine Rohrleitung 33 an einen Tauscher 34 abgibt, der ein Vorwärmen der zu behandelnden Abwässer durch Wärmeaustausch mit dem Fluid, das in dem Tauscher 34 umläuft und von der Rohrleitung 39 abgegeben wird, ermöglicht.How out 2 It can be seen that the sewage is discharged from the pipeline 5 is discharged, in an intermediate container 30 introduced from where it has a pipeline 31 up to a pump 32 it passes through a pipeline 33 to an exchanger 34 which preheats the wastewater to be treated by heat exchange with the fluid in the exchanger 34 revolves and from the pipeline 39 is made possible.

Das durch die Rohrleitung 35 aus dem Tauscher 34 austretende zu behandelnde Abwasser wird in den mittleren Teil einer Destillationskolonne 6 eingebracht, die mit Böden 36 versehen ist, und fließt durch die Schwerkraft und im Gegenstrom zu einem Dampfstrom, der sich durch das Einbringen von Dampf durch die Rohrleitung 93 in den unteren Teil der Kolonne 6 ergibt; die flüssige Fraktion (Schlempe), die sich im unteren Teil der Kolonne 6 ansammelt, strömt durch eine Rohrleitung 37 bis zu einer Pumpe 38, die sie durch die Rohrleitung 39 bis zu dem Tauscher 34 pumpt, in dem sie sich abkühlt und den sie durch eine Rohrleitung 40 wieder verläßt, um bis in einen zweiten Zwischenbehälter 41 transportiert zu werden.That through the pipeline 35 from the exchanger 34 emerging effluent to be treated is in the middle part of a distillation column 6 brought in with soils 36 is provided, and flows by gravity and countercurrent to a vapor stream resulting from the introduction of steam through the pipeline 93 in the lower part of the column 6 results; the liquid fraction (vinasse), located in the lower part of the column 6 accumulates, flows through a pipeline 37 up to a pump 38 They pass through the pipeline 39 to the exchanger 34 pumping, where it cools and flows through a pipeline 40 leaves again to a second intermediate container 41 to be transported.

Das vergärte Abwasser, das aus der Fermentationsvorrichtung kommt und eventuell hinsichtlich des pH-Wertes korrigiert worden ist, wird vorgewärmt und anschließend in die Destillationskolonne eingebracht.The fermented Wastewater that comes from the fermentation device and eventually is corrected in terms of pH, is preheated and subsequently introduced into the distillation column.

In der Kolonne ermöglicht das Mitreißen des Ethanols in dem Dampf, die erste Fraktion (Phlegma) zu erhalten.In the column allows the entrainment of the ethanol in the vapor to obtain the first fraction (phlegm).

Das Kondenswasser und/oder der Wasserdampf, die von der Leitung 93 abgegeben werden, reichern sich mit Ethanol an und werden in dem Tauscher am oberen Ende der Kolonne kondensiert. Die auf diese Weise erzeugten Kondensate, deren Ethanolgehalt zwischen 10% und 95% (Volumen/Volumen), vorzugsweise zwischen 20 und 40% schwankt, werden am oberen Teil der Kolonne abgezogen.The condensation and / or water vapor coming from the pipe 93 be discharged, enrich with ethanol and are condensed in the exchanger at the top of the column. The condensates produced in this way, whose ethanol content varies between 10% and 95% (volume / volume), preferably between 20 and 40%, are withdrawn at the top of the column.

Der restliche Teil wird durch eine Leitung 73 im oberen Bereich der Kolonne wieder eingebracht, um einen Rückfluß zu bilden, der dazu dient, den Alkoholgehalt auszugleichen oder einzustellen. Das (über 74) abgezogene Ethanol wird abgekühlt und in dem Zustand in einem Behälter aufbewahrt.The remaining part is through a pipe 73 reintroduced in the upper region of the column to form a reflux which serves to balance or adjust the alcohol content. The above 74 ) is cooled and stored in the condition in a container.

Das an Alkohol abgereicherte Abwasser, das sich am Fuß der Kolonne ansammelt, wird in eine Verdampfungs-Konzentrierungseinheit übertragen. Das Abwasser gelangt durch sukzessives Durchströmen des Rohrbündels auf jeder Stufe zum Sieden und erfährt nach und nach eine Konzentrierung, die in dem Tauscher mit Zwangsumlauf abgeschlossen wird.The Alcohol-depleted wastewater at the foot of the column is transferred to an evaporation concentrating unit. The wastewater passes through successive flow through the tube bundle every step to boiling and experiencing gradually a concentration in the exchanger with forced circulation is completed.

Dazu werden die alkoholfreien Abwässer mittels der Rohrleitungen 42, einer Pumpe 43 von einem Tauscher 44 und einer Rohrleitung 7 bis zu einem zweiten konzentrierenden Abscheider 8 übertragen, der innerhalb der Wände 130, 131, die einen Behälter bilden, einen unteren Teil 45 umfaßt, der einen Abscheider bildet und mit Trennwänden 47 versehen ist, die sich bis zum Boden der Struktur erstrecken und drei Kammern 46, 48 und 49 abgrenzen; in diesem Kammern werden die flüssige Phase, die aus der Rohrleitung 7 kommt, sowie der Oberflächenabfluß der Lösung im Inneren der senkrechten Rohre der zwei Tauscher 120 bzw. 121, die mit horizontalen röhrenförmigen Platten 57, 56 versehen sind, aufgefangen; wie in dieser Figur gezeigt ist, dient eine Pumpe 50 (bzw. 51) dazu, die in der Kammer 46 (bzw. 48) enthaltene Flüssigkeit abzusaugen, um sie über eine Rohrleitung 53 (bzw. 54) bis über die obere röhrenförmige Platte 57 zu fördern, von wo aus die Flüssigkeit in die verschiedenen Rohre des Tauschers 120 verteilt wird; im Mantel der Rohrbündeltauscher 120, 121 zirkuliert von einer Rohrleitung 91 abgegebener Wasserdampf und ruft ein Verdampfen der Flüssigkeit hervor, die durch die Wirkung der Schwerkraft in den Rohren des Tauschers 120 strömt und in die Kammern 46 und 48, die einen Abscheider bilden, zurücksinkt.These are the non-alcoholic wastewater by means of pipelines 42 , a pump 43 from an exchanger 44 and a pipeline 7 up to a second concentrating separator 8th transfer that in inside the walls 130 . 131 forming a container, a lower part 45 comprises, which forms a separator and with partitions 47 is provided, which extend to the bottom of the structure and three chambers 46 . 48 and 49 differentiate; in this chambers are the liquid phase coming out of the pipeline 7 comes, as well as the surface runoff of the solution inside the vertical tubes of the two exchangers 120 respectively. 121 with horizontal tubular plates 57 . 56 are caught; As shown in this figure, a pump is used 50 (respectively. 51 ) to those in the chamber 46 (respectively. 48 ) sucked off liquid to them via a pipeline 53 (respectively. 54 ) over the upper tubular plate 57 from where the liquid flows into the various tubes of the exchanger 120 is distributed; in the shell of the tube bundle exchanger 120 . 121 circulates from a pipeline 91 emitted water vapor and causes an evaporation of the liquid, by the action of gravity in the tubes of the exchanger 120 flows and into the chambers 46 and 48 , which form a separator, sinks back.

Der im oberen Teil der Kammer 45 des Abscheiders 8 vorhandene Dampf wird in eine Rohrleitung 112 gesaugt – über einen Abscheider 110, der verhindern soll, daß Flüssigkeit und Feststoffpartikel in die Rohrleitung 112 gezogen werden; die Rohrleitung 112 ist an einen Verdichter 111 angeschlossen, der ermöglicht, das Verdichten des in die Kammer 45 gesaugten Dampfes und seine Abgabe durch die Rohrleitung 115 in den Mantel des Tauschers 120 sicherzustellen, damit er an der Verdampfung des Teils der Flüssigkeit beteiligt wird, der in den Rohren dieses Verdampfers strömt.The one in the upper part of the chamber 45 of the separator 8th Existing steam gets into a pipeline 112 sucked - via a separator 110 , which is designed to prevent liquid and solid particles from entering the pipeline 112 to be pulled; the pipeline 112 is to a compressor 111 connected, which allows the compression of the chamber 45 sucked steam and its discharge through the pipeline 115 in the cloak of the exchanger 120 ensure that it participates in the vaporization of the part of the liquid flowing in the tubes of this evaporator.

Der Abscheider 8 umfaßt einen ebenfalls wärmegedämmten, einteiligen, selbsttragenden Verdampfer-Konzentrator-Körper aus nicht rostendem Stahl vom Typ Rohrwärmetauscher, der im Fallstrom und mit Zwangsumlauf betrieben wird, mit seinem integriertem Abscheider.The separator 8th comprises a likewise thermally insulated, self-supporting evaporator-concentrator body of stainless steel tube heat exchanger type, which is operated in the falling stream and with forced circulation, with its integrated separator.

Der Rohrwärmetauscher 120 ist vom mehrstufigen Typ mit einer Abtrennung über den Abscheiderteil, um die aufeinander folgenden Schritte der Konzentrierung voneinander zu trennen, wobei eine zusätzliche Stufe 121, die mit Zwangsumlauf betrieben wird, die Endkonzentration des Abwassers durch Entspannen in dem Abscheider sicherstellt.The tube heat exchanger 120 is of the multi-stage type with a separation over the separator part to separate the successive steps of concentration from each other, with an additional stage 121 operated with forced circulation, which ensures final concentration of the wastewater by venting in the separator.

Parallel zu der Maschine 111 zum Verdichten der Abwasserdämpfe kann eine Strahldüse 114 angebracht sein, die mit Wasserdampf gespeist wird, der (über eine Rohrleitung 94) von einer separaten Wasserdampfquelle 90 abgegeben wird, um das Ansaugen der Dämpfe, die aus der Kammer 45 stammen, über die Rohrleitungen 112 und 113 sowie ihr Verdichten in der Venturi-Strahldüse (oder in dem Thermokompressor) zu bewirken; dies ermöglicht, eine zusätzliche Verdichtung in der Maschine 111 sicherzustellen und außerdem im Fall einer Funktionsstörung dieser Strahldüse 111 ein Verdichten eines Teils der Abwasserdämpfe sicherzustellen.Parallel to the machine 111 For compressing the waste water vapors, a jet nozzle 114 be attached, which is fed with water vapor, which (via a pipeline 94 ) from a separate source of water vapor 90 is discharged to suck the vapors coming out of the chamber 45 come, over the pipelines 112 and 113 and to effect their compression in the venturi jet (or in the thermocompressor); This allows for additional compaction in the machine 111 and also in the event of a malfunction of this jet nozzle 111 to ensure a compression of some of the waste water vapors.

Die Vorrichtung 111, 114 zur Verdichtung der von dem Verdampfer-Kondensator erzeugten Abwasserdämpfe sichert das Anheben des Energieniveaus der Dämpfe vor ihrem erneuten Einbringen in den Mantel des Verdampfers und/oder in den unteren Teil der Destillationskolonne.The device 111 . 114 for the compression of the waste water vapors generated by the evaporator condenser, the raising of the energy level of the vapors before their re-introduction into the jacket of the evaporator and / or in the lower part of the distillation column.

Ein Regeln des Drucks und/oder der Temperatur und der Drehgeschwindigkeit der Strahldüse 111 und der Pumpen ermöglicht die ständige Anpassung des Energiebedarfs, der angestrebten Durchsatzwerte der Behandlung und des Prozentsatzes an Trockensubstanz, den das Konzentrat aufweist.A regulation of the pressure and / or the temperature and the rotational speed of the jet nozzle 111 and the pump allows the constant adjustment of the energy demand, the desired throughput values of the treatment and the percentage of dry matter that the concentrate has.

Die kondensierten Dämpfe der Abwässer, die im unteren Teil des Mantels des Tauschers 120 abgezogen werden, werden durch eine Rohrleitung 58, einen entgasenden Abscheiden 59, eine Rohrleitung 60 und eine Pumpe 61 bis zu einem Wärmetauscher 44 übertragen, an dessen Ausgang das gereinigte Wasser durch eine Rohrleitung 9 in die Umgebung abgegeben werden kann; eine an die Rohrleitung 9 angeschlossene Rohrleitung 62 ermöglicht gegebenenfalls, vor allem in den Phasen der Inbetriebnahme oder Außerbetriebnahme der Anlage oder in dem Fall, in dem der CSB des erhaltenen Wassers den angestrebten Kriterien nicht genügt, das aus dieser Behandlung stammende Wasser wieder in den Zwischenbehälter 30 einzubringen, der die zu behandelnden Wässer aufnimmt.The condensed vapors of the waste water, in the lower part of the mantle of the exchanger 120 be deducted, through a pipeline 58 , a degassing separation 59 , a pipeline 60 and a pump 61 up to a heat exchanger 44 transferred at the output of the purified water through a pipeline 9 can be discharged into the environment; one to the pipeline 9 connected pipeline 62 allows, where appropriate, especially in the phases of commissioning or decommissioning of the system or in the case where the COD of the received water does not meet the desired criteria, the originating from this treatment water back into the intermediate container 30 introducing the waters to be treated.

Wie im linken Teil der 2 gezeigt ist, entweicht der Alkohol, der in den von der Rohrleitung 35 in die Destillationskolonne 6 abgegebenen Abwässern vorhanden ist und der von dem vertikal aufsteigenden Dampfstrom, der von der Rohrleitung 93 abgegeben wird, mitgerissen wird, im oberen Teil der Kolonne 6 durch eine Rohrleitung 70, die diese Alkohol enthaltenden Dämpfe zu einem Kühlaustauscher 71 transportiert, der die Kondensation der der Destillationskolonne entnommenen alkoholischen Fraktion ermöglicht, die nach dem Durchgang durch einen entgasenden Abscheider 72 mittels einer Rohrleitung 11 und einer Pumpe 74 an einen Behälter 12 zur Aufbewahrung der mittels dieser ersten Abscheidevorrichtung gewonnenen alkoholischen Fraktion abgegeben werden kann.As in the left part of the 2 As shown, the alcohol escapes from the pipeline 35 in the distillation column 6 discharged wastewater is present and that of the vertically rising vapor stream from the pipeline 93 is discharged, entrained, in the upper part of the column 6 through a pipeline 70 Make these alcohol-containing vapors to a cooling exchanger 71 transported, which allows the condensation of the distillation column withdrawn alcoholic fraction, after passing through a degassing separator 72 by means of a pipeline 11 and a pump 74 to a container 12 for the storage of the obtained by means of this first separator alcoholic Group can be delivered.

Eine Kälte erzeugende Gruppe 80 ermöglicht die Erzeugung von Kaltwasser, das durch die Wirkung einer Pumpe 81 in einer Leitung für den Vorlauf 83 und den Rücklauf 82 umläuft, und ermöglicht, an die Tauscher 71 und 84 Kaltwasser abzugeben, das die Kondensation der in diesen Tauschern zirkulierenden Dämpfe ermöglicht.A cold-generating group 80 allows the production of cold water by the action of a pump 81 in a pipe for the lead 83 and the return 82 revolves, and allows to the exchangers 71 and 84 Dispense cold water, which allows the condensation of circulating in these exchangers vapors.

Es kann eine Unterdruck erzeugende Einheit 100 vorgesehen sein, die über Rohrleitungen 101 bis 103 an die entgasenden Abscheider 72 und 59 angeschlossen sein kann, insbesondere um die Anlage mit einem Druck zu betreiben, der niedriger als der Atmosphärendruck ist.It can be a vacuum generating unit 100 Be provided by piping 101 to 103 to the degassing separator 72 and 59 may be connected, in particular to operate the plant with a pressure which is lower than the atmospheric pressure.

Die erste Kammer 46 des Verdampfer-Kondensators 8 wird über die Rohrleitung 7 mit Abwässern und durch den Oberflächenabfluß der Rohre des Tauschers 120, die sich oberhalb dieser Kammer befinden, gespeist; die zweite Kammer 48 wird durch Überlaufen der Kammer 46 über die Trennwand 47 mit Abwässern und außerdem durch den Oberflächenabfluß aus den Rohren, die sich gegenüber dieser Kammer befinden, gespeist; folglich sind die Abwässer, die sich in der Kammer 48 befinden, hinsichtlich der Abfallstoffe stärker konzentriert als jene, die die sich in der Kammer 46 befinden; genauso weisen die Abwässer, die sich in der Kammer 49 befinden, die einerseits aus einem Überlaufen der Kammer 48 und andererseits aus dem Zurückfließen der Abwässer, die eine zusätzliche Verdampfung durch Durchlaufen des Tauschers 121 erfahren haben, stammen, eine noch höhere Konzentration an Rückstandsprodukten auf.The first chamber 46 of the evaporator capacitor 8th is over the pipeline 7 with waste water and through the surface drain of the tubes of the exchanger 120 , which are located above this chamber, fed; the second chamber 48 is by overflowing the chamber 46 over the partition 47 fed with waste water and also by the surface runoff from the pipes, which are located opposite this chamber; consequently, the effluents that are in the chamber 48 are more concentrated in terms of waste than those in the chamber 46 are located; as well, the sewage that is in the chamber 49 on the one hand, from overflowing the chamber 48 and on the other hand from the backflow of the effluents, the additional evaporation by passing through the exchanger 121 have an even higher concentration of residual products.

Der Abscheider 8 umfaßt nämlich einen dritten Teil aus einem Tauscher 121, in den die aus der Kammer 49 kommende Lösung, die schon konzentriert ist, unter Druck durch eine Pumpe 52 für eine zusätzliche Verdampfung, die insbesondere durch Entspannen am Ausgang dieses Tauschers erhalten wird, eingebracht wird; ein Teil der konzentrierten Lösung, die in der Rohrleitung 55 zirkuliert und von der Pumpe 52 abgegeben worden ist, wird über eine Rohrleitung 13 abgezogen und an einen Behälter 14 für die Aufbewahrung des erhaltenen Konzentrats abgegeben.The separator 8th namely, includes a third part of an exchanger 121 , in the ones from the chamber 49 upcoming solution, which is already concentrated, under pressure by a pump 52 for an additional evaporation, which is obtained in particular by relaxing at the exit of this exchanger is introduced; a part of the concentrated solution that is in the pipeline 55 circulated and from the pump 52 has been discharged, via a pipeline 13 withdrawn and attached to a container 14 for the storage of the obtained concentrate.

Die aus den verschiedenen Verdampfungsvorgängen stammenden Dämpfe werden in dem Abscheiderbehälter, der in eine Flüssigkeitsseite und in eine Dampfseite, die miteinander in Verbindung stehen, unterteilt ist, von den siedenden Lösungen getrennt.The from the various vaporizing vapors are in the separator tank, in a liquid side and divided into a steam side communicating with each other is, from the boiling solutions separated.

Die zweite, konzentrierte Fraktion wird ständig durch eine Leitung 13 abgezogen, abgekühlt und in dem Behälter 14 aufbewahrt.The second, concentrated fraction is constantly passing through a conduit 13 withdrawn, cooled and in the container 14 kept.

Der Prozentsatz an Trockensubstanz, den die konzentrierten Rückstände aufweisen, wird je nach den ursprünglichen Belastungen der Abwässer an Trockensubstanz im Bereich von 20 bis 70% schwanken können.Of the Percentage of dry matter that the concentrated residues have, will depend on the original one Pollution of wastewater can vary in dry matter in the range of 20 to 70%.

Die in den Mantel des Verdampfers eingeleiteten Dämpfe werden durch den Wärmeaustausch mit der siedenden Lösung auf jeder der Stufen des Rohrwärmetauschers kondensiert.The Vapors introduced into the jacket of the evaporator are due to the heat exchange with the boiling solution on each of the stages of the tube heat exchanger condensed.

Die auf diese Weise erhaltenen Kondensate, welche die dritte Fraktion (gereinigtes Wasser) darstellen, geben ihre Überschußwärme an die Abwässer vor der Behandlung ab und werden abgezogen, um entweder abgeleitet oder wiederverwendet zu werden; es handelt sich dabei um die erhaltene Fraktion mit dem größten Volumen.The condensates obtained in this way, which are the third fraction (Purified water), indicate their excess heat to the wastewater the treatment and are deducted to either derived or to be reused; these are the surviving ones Fraction with the largest volume.

Der Energieverbrauch einer derartigen Anlage kann in der Größenordnung von 16 bis 20 Kilowatt (Elektroenergie) pro m3/h behandelten Wassers und von 70 bis 100 Kilogramm Dampf pro m3 behandelten Wassers sein.The energy consumption of such a plant may be on the order of 16 to 20 kilowatts (electric power) per m 3 / h of treated water and 70 to 100 kilograms of steam per m 3 of treated water.

Beispiel 1: Behandlung von Abwässern der Weinherstellung im weitesten SinneExample 1: Treatment of wastewater wine making in the widest sense

Es ist eine Versuchsreihe an Abwässern durchgeführt worden, die von einem Wein herstellenden Betrieb stammen, wobei die Behandlungen zur Vergärung der Zucker in Ethanol und die Abscheidung durch Destillation und Verdampfung miteinander verbunden wurden.It is a series of tests on wastewater carried out which originate from a wine producing enterprise, whereby the treatments for fermentation the sugar in ethanol and the separation by distillation and Evaporation were linked together.

Das Verfahren ist in einer Pilotanlage mit einer Verdampfungsleistung von 150 Litern pro Stunde, die über eine Dampfheizung verfügt, durchgeführt worden.The Procedure is in a pilot plant with an evaporation capacity of 150 liters per hour over has a steam heating, carried out Service.

Bei diesem Versuch sind 3250 Liter Abwasser mit einem CSB von 30 Gramm pro Liter behandelt worden.at This test is 3250 liters of wastewater with a COD of 30 grams treated per liter.

Die Ergebnisse der Behandlung lassen sich als Stoffbilanz folgendermaßen ausdrücken:

  • – konzentrierte Phase: 75 Liter mit 321 Gramm Trockensubstanz pro Kilogramm,
  • – Alkohol-Wasser-Phase: 115 Liter Lösung mit 337 Gramm Ethanol pro Liter,
  • – Kondensatphase: 3050 Liter mit einem CSB von 300 Milligramm pro Liter.
The results of the treatment can be expressed as a material balance as follows:
  • - concentrated phase: 75 liters with 321 grams of dry matter per kilogram,
  • Alcohol-water phase: 115 liters of solution with 337 grams of ethanol per liter,
  • - Condensate phase: 3050 liters with a COD of 300 milligrams per liter.

Es sind noch weitere Versuche gemäß dem gleichen Verfahren unter den gleichen Bedingungen durchgeführt worden; dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:It are more experiments according to the same Procedure has been carried out under the same conditions; the following results were achieved:

Figure 00190001
Figure 00190001

Der in den Kondensaten zurückbleibende CSB steht nicht mit dem CSB des behandelten Abwassers im Zusammenhang, sondern hängt von der Art dieses Abwasser ab.Of the remaining in the condensates COD is not related to the COD of the treated effluent, but hangs from the type of this wastewater.

Beispiel 2: Behandlung von Abwässern von ObstkonservenfabrikenExample 2: Treatment of wastewater of canned fruit factories

Es sind im Laboratorium Pilotversuche, bei denen die Gärung und die Verdampfungs-Konzentrierung mit fraktionierter Kondensation miteinander verbunden wurden, an Abwässern von Obstkonservenfabriken durchgeführt worden, die die folgenden Eigenschaften aufwiesen:

  • – pH-Wert: 3,84
  • – CSB (g O2/l): 97
  • – Brixgrad: 11,1
  • – Trockenextrakt (g/l): 95,5
In the laboratory, pilot tests combining the fermentation and the evaporation concentration with fractional condensation were carried out on waste water from canned fruit factories, which had the following characteristics:
  • - pH: 3.84
  • - COD (g O 2 / l): 97
  • - Brixgrad: 11.1
  • Dry extract (g / l): 95.5

Die benutzte Pilotanlage besteht aus einer Vakuum-Fraktionierkolonne mit einer nutzbaren Kapazität von 50 Litern. Das Abwasser wird in einen Behälter mit doppeltem Mantel, der mittels Mikrowellen beheizt wird, eingebracht.The used pilot plant consists of a vacuum fractionation column with a usable capacity of 50 liters. The wastewater is poured into a double-jacketed container, which is heated by means of microwaves introduced.

Das vergärte und fraktionierte Abwasser stellt 23 Liter mit 22,3 Gramm Ethanol pro Liter dar und ermöglicht, nach der Verdampfungs-Konzentrierung mit fraktionierter Kondensation die folgenden drei Phasen zu gewinnen:

  • – Alkohol-Wasser-Phase: 1,1 Liter mit 44,1% Ethanol,
  • – konzentrierte Phase: 1,8 Liter mit 52,4 Brix (Reduzierung des Volumens: 14,4-fach), reich an organischen Säuren und Glycerin,
  • – Kondensatphase: 20,3 Liter Kondensat enthalten nicht mehr als 6,77% des ursprünglichen gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) des Abwassers.
The fermented and fractionated waste water represents 23 liters with 22.3 grams of ethanol per liter and, after the fractionation condensation evaporation, allows the following three phases to be recovered:
  • Alcohol-water phase: 1.1 liters with 44.1% ethanol,
  • - concentrated phase: 1.8 liters with 52.4 brix (volume reduction: 14.4-fold), rich in organic acids and glycerol,
  • - Condensate phase: 20.3 liters of condensate contain no more than 6.77% of the original total organic carbon (TOC) of the wastewater.

Beispiel 3: Alkoholische Gärung von Abwässern von der Weinherstellung und der Weinindustrie im weitesten SinneExample 3: Alcoholic fermentation of wastewater from winemaking and the wine industry in the broadest sense

Gärungsversuche mit Abwässern von der Weinherstellung und der Weinindustrie im weitesten Sinne haben gezeigt, daß die Wässer vom Reinigen der Filter, der Gärbehälter, der Rohrleitungen reich an Hefen sind und daß das Mischen dieser Reinigungswässer unterschiedlicher Herkunft folglich zu einer natürlichen Impfung der Abwässer führt.fermentation tests with wastewater from winemaking and the wine industry in the broadest sense shown that the waters from cleaning the filters, the fermentor, the Pipelines are rich in yeasts and that the mixing of these cleaning waters is different Thus, a natural vaccine the wastewater leads.

Bei Versuchen hat das Impfen von Abwässern mit Saccharomyces cerevisiae in einer Dosis von 20 Gramm pro Hektoliter ermöglicht, die Latenzphase der Gärung, jene Phase, in der sich die Hefepopulation vervielfacht, für ein Abwasser, das 16 Gramm reduzierende Zucker pro Liter enthielt, zu beschleunigen, wobei die vollständige Vergärung der Zucker unter den folgenden Bedingungen: pH-Wert 3,5, Temperatur 25°C, 70 Stunden gedauert hat.at Trials have the seeding of sewage with Saccharomyces cerevisiae at a dose of 20 grams per hectolitre allows the latency phase of fermentation, that phase in which the yeast population multiplies, for a wastewater, which contained 16 grams of reducing sugar per liter, to accelerate being the full one fermentation the sugar under the following conditions: pH 3.5, temperature 25 ° C, 70 Took hours.

Versuche haben gezeigt, daß sich Konzentrationen von gärfähigen Zuckern von 100 Gramm pro Liter und 200 Gramm pro Liter nicht auf die alkoholische Gärung auswirken; es ist überraschenderweise festgestellt worden, daß der Verdünnungsfaktor der organischen Verbindungen in den Abwässern dafür ausreicht, daß das Ethanol und die aromatischen Moleküle pflanzlicher Herkunft, die fungistatische Eigenschaften zeigen können, die Gärung nicht einschränken.tries have shown that yourself Concentrations of fermentable sugars of 100 grams per liter and 200 grams per liter not on the alcoholic fermentation impact; it is surprisingly has been found that the dilution factor the organic compounds in the effluents is sufficient for the ethanol and the aromatic molecules of plant origin, which may show fungistatic properties that fermentation do not restrict.

Beispiel 4: Alkoholische Gärung von Abwässern von ObstkonservenfabrikenExample 4: Alcoholic fermentation of wastewater of canned fruit factories

Gärungen von Abwässern von Obstkonservenfabriken sind unter den folgenden Bedingungen durchgeführt worden:

  • – pH-Wert auf 6 eingestellt,
  • – Raumtemperatur (25°C),
  • – Impfung mit 20 Gramm Saccharomyces cervisiae pro Hektoliter
  • – Ausgangsabwasser mit 72 Gramm Glukose und Fruktose pro Liter.
The fermentation of waste water from canned fruit factories has been carried out under the following conditions:
  • - pH adjusted to 6,
  • - room temperature (25 ° C),
  • - Vaccination with 20 grams of Saccharomyces cervisiae per hectolitre
  • - Output waste water with 72 grams of glucose and fructose per liter.

Nach 60 Stunden der Gärung bleiben weniger als 0,1 Gramm Zucker pro Liter, wobei ein Alkoholgehalt von 3,6 erzeugt worden ist (also eine Ausbeute von 77,1% der theoretischen Ausbeute); für ein konzentriertes Abwasser mit 200 g Glukose und Fruktose pro Liter ist die Ausbeute der Gärung nicht in Mitleidenschaft gezogen.To 60 hours of fermentation stay less than 0.1 grams of sugar per liter, with an alcohol content of 3.6 has been produced (ie a yield of 77.1% of theoretical Yield); For a concentrated waste water containing 200 g of glucose and fructose per liter is the yield of fermentation not affected.

Claims (8)

Verfahren zur Behandlung von Zucker oder Alkohol enthaltenden Abwässern, deren Ethanolgehalt in einem Bereich von 0,1 bis 100 Gramm pro Liter liegt, welches die folgenden Schritte umfaßt: ii) von den Abwässern wird wenigstens ein Teil der flüchtigen Verbindungen, die ein Phlegma auf Ethanolbasis mit einem zwischen 10 und 95 Volumenprozent schwankenden Alkoholgehalt bilden, durch Destillation in einer Kolonne (6) abgeschieden, iii) wenigstens ein Teil der mineralischen und organischen Rückstände wird durch Verdampfung der Abwässer in einem Verdampfer (8) extrahiert, um den chemischen Sauerstoffbedarf des behandelten Wassers auf einem Wert zu halten, welcher kleiner als oder gleich 0,5 Gramm pro Liter ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß das Phlegma auf Ethanolbasis durch Durchlaufen eines Kühlaustauschers (71) kondensiert wird, um es in Flüssigphase zurückzugewinnen, daßAbwasserdämpfe, die aus der Verdampfung des in dem Verdampfer (8) behandelten Wassers hervorgehen, verdichtet werden, und daß im Schritt iii) verdichtete Abwasserdämpfe eingesetzt werden, um die Verdampfung der Abwässer zu erzielen, und eine Konzentration der mineralischen und organischen Rückstände hervorgerufen wird, so daß sie 0,5 bis 10 Volumenprozent der zu behandelnden Abwässer darstellen, und neben den konzentrierten Rückständen ein behandeltes Wasser erhalten wird, daß 70 bis 98% des Volumens des zu behandelnden Abwassers darstellt.A process for treating waste water containing sugar or alcohol, the ethanol content of which ranges from 0.1 to 100 grams per liter, which comprises the following steps: ii) of the effluents, at least a portion of the volatile compounds being an ethanol-based phlegm with an alcohol content varying between 10 and 95% by volume, by distillation in a column ( 6 (iii) at least some of the mineral and organic residues are recovered by evaporation of the effluents in an evaporator ( 8th ) to maintain the chemical oxygen demand of the treated water at a value which is less than or equal to 0.5 grams per liter, the process being characterized in that the ethanol-based phlegm is obtained by passing a cooling exchanger ( 71 ) is condensed to recover it in the liquid phase, that wastewater vapors resulting from the evaporation of the 8th ) and that in step iii) compressed wastewater vapors are used to achieve the evaporation of the effluents, and a concentration of the mineral and organic residues is caused to be 0.5 to 10 percent by volume of the treated Represent wastewater, and in addition to the concentrated residues, a treated water is obtained that represents 70 to 98% of the volume of the wastewater to be treated. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schritte ii) und iii) fortlaufend durchgeführt werden, und bei dem die Verdichtung der Abwasserdämpfe mechanisch durchgeführt wird.Method according to claim 1, wherein the steps ii) and iii) carried out continuously and at which the compaction of wastewater vapors is mechanical carried out becomes. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem Abwässer behandelt werden, deren Ethanolgehalt in einem Bereich zwischen 1 und 50 Gramm pro Liter liegt.Process according to claim 2, in which wastewater is treated whose ethanol content ranges between 1 and 50 grams per liter. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem in Schritt iii) eine Konzentration der mineralischen und organischen Rückstände hervorgerufen wird, so daß sie 0,5 bis 10 Volumenprozent der zu behandelnden Abwässer darstellen, und bei dem neben den konzentrierten Rückständen einerseits ein behandeltes Wasser erhalten wird, daß 70 bis 98% des Volumens des zu behandelnden Abwassers darstellt, das farblos ist und dessen Ethanolgehalt kleiner als oder gleich 0,3 Gramm pro Liter ist, und bei dem andrerseits ein Phlegma erhalten wird, dessen Alkoholgehalt in der Größenordnung von 10 bis 80, vorzugsweise von 20 bis 40 Volumenprozent liegt.A method according to any one of claims 1 to 3, wherein in step iii) a concentration of mineral and organic residues so they will Represent 0.5 to 10% by volume of the effluents to be treated, and in addition to the concentrated residues on the one hand a treated Water is obtained that 70 represents up to 98% of the volume of the wastewater to be treated, the colorless and whose ethanol content is less than or equal to 0.3 grams per Liter, and on the other hand, a phlegm is obtained whose Alcohol content in the order of magnitude from 10 to 80, preferably from 20 to 40 percent by volume. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in einem vor Schritt ii) erfolgenden Schritt i) wenigstens ein Teil der in den Abwässern vorliegenden Kohlehydrate durch Mikroorganismen- und/oder Enzymtätigkeit in flüchtige Verbindungen umgewandelt wird.A method according to any one of claims 1 to 4, in which step i) taking place before step ii) at least a part of the wastewater present carbohydrates by microorganism and / or enzyme activity in fleeting Connections is converted. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem Schritt i) durch Aufrechterhalten eines pH-Wertes zwischen 3 und 8 und durch Aufrechterhalten einer Temperatur der Abwässer zwischen 10 und 35°C einen Schritt zur alkoholischen Gärung der Zucker durch Hefen oder Bakterien umfaßt, und bei dem die Schritte i), ii) und iii) im Wesentlichen fortlaufend durchgeführt werden.The method of claim 5, wherein step i) comprises maintaining a pH of between 3 and 8 and maintaining a temperature of the effluents between 10 and 35 ° C, a step for alcoholic fermentation of the sugars by yeasts or bacteria, and wherein the Steps i), ii) and iii) in We be carried out continuously. Vorrichtung zur Behandlung von Zucker oder Alkohol enthaltenden Abwässern, deren Ethanolgehalt in einem Bereich von 0,1 bis 100 Gramm pro Liter liegt, die folgendes umfaßt: – eine Destillationskolonne (6), welche die Abscheidung eines Teils der flüchtigen Verbindungen von den Abwässern sicherstellt, – einen mit der Destillationskolonne verbundenen Verdampfer (8), der das Extrahieren von wenigstens einem Teil der schwerflüchtigen, im Wesentlichen organischen, in den Abwässern vorhandenen Rückstände sicherstellt, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß der untere Teil des Verdampfers mit Trennwänden (47) versehen ist und einen Rückstände-Konzentrator-Abscheider bildet, und daß sie außerdem einen Kühlaustauscher (71) für die flüchtigen Verbindungen und ein Mittel zum Sammeln der kondensierten flüchtigen Verbindungen in flüssiger Form aufweist, sowie eine Vorrichtung (111, 114) zum Verdichten von wenigstens einem Teil der aus der Verdampfung des behandelten Wassers hervorgehenden Abwasserdämpfe, und eine Rohrleitung (115), um die verdichteten Abwasserdämpfe an den Verdampfer (8) zu liefern.Apparatus for treating waste water containing sugar or alcohol, the ethanol content of which ranges from 0.1 to 100 grams per liter, comprising: - a distillation column ( 6 ), which ensures the separation of part of the volatile compounds from the effluents, - an evaporator connected to the distillation column ( 8th ), which ensures the extraction of at least part of the low-volatility, substantially organic residues present in the effluents, the apparatus being characterized in that the lower part of the evaporator is provided with partitions ( 47 ) and forms a residue-concentrator-separator, and that they also a cooling exchanger ( 71 ) for the volatile compounds and a means for collecting the condensed volatile compounds in liquid form, and a device ( 111 . 114 ) for compressing at least part of the waste water vapors resulting from the evaporation of the treated water, and a pipeline ( 115 ) to the compressed wastewater vapors to the evaporator ( 8th ) to deliver. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Verdampfer (8) der Kolonne nachgeschaltet ist und die weiterhin einen Fermenter (4) aufweist, der mit der Kolonne (6) verbunden und dieser vorgeschaltet ist, wobei der Fermenter mit einem gegenüber dem pH-Wert der Abwässer empfindlichen Organ (18) sowie mit einem gegenüber der Temperatur der in dem Fermenter vorliegenden Abwässer empfindlichen Organ (17) versehen ist, wobei die Vorrichtung außerdem ein Transportmittel (7, 42, 43) aufweist, das den fortlaufenden Transport der Abwässer von der Kolonne (6) zu dem Verdampfer (8) sicherstellt.Apparatus according to claim 7, wherein the evaporator ( 8th ) the column is connected downstream and the further a fermenter ( 4 ) which is in contact with the column ( 6 ) and the latter is connected upstream, wherein the fermenter with a sensitive to the pH of the effluent organ ( 18 ) and with a sensitive to the temperature of the wastewater present in the fermenter ( 17 ), the device also comprising a means of transport ( 7 . 42 . 43 ), which ensures the continuous transport of the effluents from the column ( 6 ) to the evaporator ( 8th ).
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